เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้การควบคุมแม่เหล็กอ่อนสำหรับมอเตอร์ความเร็วสูง?

01. MTPA และ MTPV
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนหลักของโรงไฟฟ้าพลังงานใหม่ในประเทศจีน เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อใช้ความเร็วต่ำ มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรจะใช้การควบคุมอัตราส่วนกระแสแรงบิดสูงสุด ซึ่งหมายความว่าเมื่อได้รับแรงบิด จะใช้กระแสสังเคราะห์ขั้นต่ำเพื่อให้ได้แรงบิดดังกล่าว จึงลดการสูญเสียทองแดงให้น้อยที่สุด

ดังนั้นที่ความเร็วสูง เราไม่สามารถใช้เส้นโค้ง MTPA เพื่อควบคุมได้ เราจำเป็นต้องใช้ MTPV ซึ่งเป็นอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าแรงบิดสูงสุดเพื่อควบคุม กล่าวคือ ที่ความเร็วหนึ่ง ให้มอเตอร์ส่งแรงบิดสูงสุด ตามแนวคิดของการควบคุมจริง เมื่อได้รับแรงบิด ความเร็วสูงสุดสามารถทำได้โดยการปรับ iq และ id แล้วแรงดันไฟฟ้าสะท้อนไปที่ใด เนื่องจากนี่คือความเร็วสูงสุด วงกลมจำกัดแรงดันไฟฟ้าจึงคงที่ การค้นหาจุดกำลังสูงสุดบนวงกลมจำกัดนี้เท่านั้นจึงจะพบจุดแรงบิดสูงสุด ซึ่งแตกต่างจาก MTPA

02. สภาพการขับขี่

โดยทั่วไปที่จุดเปลี่ยนความเร็ว (เรียกอีกอย่างว่าความเร็วฐาน) สนามแม่เหล็กจะเริ่มอ่อนลง ซึ่งก็คือจุด A1 ในรูปต่อไปนี้ ดังนั้น ณ จุดนี้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับจะค่อนข้างมาก หากสนามแม่เหล็กไม่อ่อนลงในเวลานี้ หากสมมติว่ารถเข็นถูกบังคับให้เพิ่มความเร็ว ก็จะบังคับให้ iq เป็นค่าลบ ไม่สามารถส่งแรงบิดไปข้างหน้าได้ และถูกบังคับให้เข้าสู่สภาวะการผลิตพลังงาน แน่นอนว่าไม่สามารถหาจุดนี้ได้จากกราฟนี้ เนื่องจากวงรีกำลังหดตัวและไม่สามารถอยู่ที่จุด A1 ได้ เราสามารถลด iq ไปตามวงรี เพิ่ม id และเข้าใกล้จุด A2 ได้เท่านั้น

03. เงื่อนไขการผลิตไฟฟ้า

ทำไมการผลิตไฟฟ้าจึงต้องใช้แม่เหล็กอ่อนด้วย? แม่เหล็กแรงสูงไม่ควรใช้เพื่อสร้างไอคิวที่ค่อนข้างสูงเมื่อผลิตไฟฟ้าด้วยความเร็วสูงหรือไม่? สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้เพราะที่ความเร็วสูง หากไม่มีสนามแม่เหล็กอ่อน แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของหม้อแปลง และแรงเคลื่อนไฟฟ้าของอิมพีแดนซ์อาจสูงมาก เกินแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟมาก ส่งผลให้เกิดผลที่เลวร้าย สถานการณ์นี้คือการผลิตไฟฟ้าแบบแก้ไข SPO ที่ไม่สามารถควบคุมได้! ดังนั้นภายใต้การผลิตไฟฟ้าความเร็วสูง จะต้องดำเนินการสร้างแม่เหล็กอ่อนด้วย เพื่อให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ที่สร้างขึ้นได้

เราสามารถวิเคราะห์ได้ โดยสมมติว่าการเบรกเริ่มต้นที่จุดทำงานความเร็วสูง B2 ซึ่งเป็นการเบรกแบบป้อนกลับ และความเร็วลดลง ไม่จำเป็นต้องใช้แม่เหล็กอ่อน สุดท้ายที่จุด B1 iq และ id สามารถคงที่ได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อความเร็วลดลง iq เชิงลบที่เกิดจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับจะน้อยลงเรื่อยๆ เพียงพอ ณ จุดนี้ จำเป็นต้องชดเชยพลังงานเพื่อเข้าสู่การเบรกที่ใช้พลังงาน

04. บทสรุป

เมื่อเริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้า เราอาจพบกับสถานการณ์สองสถานการณ์ ได้แก่ การขับเคลื่อนและการผลิตไฟฟ้า จริงๆ แล้ว เราควรสร้างวงกลม MTPA และ MTPV ขึ้นในสมองก่อน และตระหนักว่า IQ และ Id ในเวลานี้เป็นค่าสัมบูรณ์ ซึ่งได้มาจากการพิจารณาแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ

ดังนั้น สำหรับเรื่องที่ว่า IQ และ IQ นั้นส่วนใหญ่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟหรือจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับนั้น ขึ้นอยู่กับอินเวอร์เตอร์ที่จะทำให้เกิดการควบคุม IQ และ IQ ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน และการควบคุมไม่สามารถเกินสองวงจรได้ หากเกินวงจรจำกัดกระแส IGBT จะได้รับความเสียหาย หากเกินวงจรจำกัดแรงดันไฟ แหล่งจ่ายไฟจะได้รับความเสียหาย

ในกระบวนการปรับแต่งนั้น ค่า IQ และ Id ของเป้าหมาย รวมถึงค่า IQ และ Id จริงนั้นมีความสำคัญมาก ดังนั้น จึงใช้วิธีการปรับเทียบในเชิงวิศวกรรมเพื่อปรับเทียบอัตราส่วนการจัดสรร Id ของ Iq ที่เหมาะสมด้วยความเร็วและแรงบิดเป้าหมายที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด จะเห็นได้ว่าหลังจากพิจารณาอย่างรอบคอบแล้ว การตัดสินใจขั้นสุดท้ายยังคงขึ้นอยู่กับการปรับเทียบเชิงวิศวกรรม